Цель исследования – изучить влияние полигидроксилированного фуллерена (фуллеренола [C60(OH)24-26]) на окислительную стабильность рыжикового масла в процессе хранения. Задачи: определить влияние фулеренола на органолептические показатели и показатели порчи (кислотное и перекисное числа) рыжикового масла при хранении. Исследование проводили в лаборатории Института прикладной биотехнологии и ветеринарной медицины и в ФБУ «Государственный региональный центр стандартизации, метрологии и испытаний в Красноярском крае, Республике Хакасии и Республике Тыва». Объектом исследования было натуральное нерафинированное рыжиковое масло, выработанное методом холодного прессования (марка масла П), изготовленное ООО «Елей» по ГОСТ Р 59148-2020 и ТР ТС 024/2011 (г Новосибирск), широко представленное в розничной сети г. Красноярска. В процессе работы проводились исследования органолептических показателей и показателей порчи (кислотного и перекисного чисел) в начале хранения и в конце хранения (12 мес.) масла. Органолептические показатели и показатели окислительной порчи натурального нерафинированного рыжикового масла, выработанного методом холодного отжима, в начале хранения без антиокислителя соответствовали требованиям нормативных документов, действующих на территории РФ. Использование фуллеренола 0,004 % (I опытный образец) и 0,008 % (II опытный образец) от массы масла по сравнению с контрольным в конце хранения (12 мес.) не влияет на органолептические показатели исследуемых образцов масла, снижает показатель перекисного числа соответственно на 1,9 и 2,9 мэкв/г и кислотного числа соответственно на 0,05 и 0,07 KOH/г. Полученные результаты показывают антиокислительную способность фуллеренола в малых дозах.
фуллерен полигидрооксилированный, окислительная стабильность, натуральное нерафинированное рыжиковое масло, кислотное и перекисное числа, органолептические показатели, антиокислитель
Введение. В 2021 г в Красноярском крае производство растительных масел и их нерафинированных фракций составило 4249,4 т, что превышает в пять раз объемы производства данного продукта в 2017 г. (795,4 т) [1]. В последние годы в крае уделяют внимание не только увеличению темпов роста производства растительных масел, но и повышению их качества и хранимоспособности.
Пищевые масла подвергаются в процессе получения и хранения самоокислению и фотосенсибилизированному окислению, что обусловливает образование соединений, ухудшающих вкус масел и снижение их качества. Окислительная стабильность является важной характеристикой в процессе производства и хранения, так как определяет качество масла, срок его годности. Окисление масла приводит к образованию токсичных и окисленных продуктов [2].
Для замедления процесса окисления и увеличения сроков годности пищевой продукции (пищевого сырья) используют пищевые добавки – антиокислители [3].
Антиокислители продлевают индукционный период окисления, или замедляют скорость окисления. Они инактивируют свободные радикалы, такие как алкильные или пероксильные радикалы липидов, сдерживают влияние переходных металлов, гасят синглетный кислород и инактивируют сенсибилизаторы [2].
Перечень пищевых добавок (антиокислителей), разрешенных для применения пищевых продуктов, приведен в Техническом регламенте Таможенного союза «Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств» (ТР ТС 029/2012). Требования безопасности к антиоксидантам и их применению при производстве пищевой продукции следующие: их применение не должно увеличивать степень риска возможного неблагоприятного действия пищевой продукции на здоровье человека; они не должны вызывать ухудшения органолептических показателей пищевой продукции и должны применяться при производстве пищевой продукции в минимальном количестве, необходимом для достижения технологического эффекта [3].
Производные фуллеренов являются интересными объектами для изучения их в качестве антиокислителей. Они не нормируются ТР ТС 029/2012. В нашей стране действуют технические условия на фуллерен полигидроксилированный (фуллеренол) – многофункциональный сырьевой компонент, который рекомендуется использовать в пищевой промышленности в качестве антиоксиданта с целью продления сроков годности пищевой продукции.
Фуллеренол является веществом органической группы и представляет собой фуллерен (аллотропная форма углерода) с поверхностью, подвергнутой процессу функционализации (химический синтез поверхности) методом полигидроксилирования.
Молекула фуллерена состоит из атомов углерода на поверхности, которой привиты группы (ОН)+. В зависимости от степени гидроксилирования фуллерены выпускают следующих видов: С60(ОН)40-42 и С60(ОН)60 [4].
Научных работ по использованию фуллеренола С60(ОН)40-42 в пищевой промышленности недостаточно, данному вопросу посвящены лишь единичные публикации [5–7].
Цель исследования – изучить влияние полигидроксилированного фуллерена (фуллеренола [C60(OH)24-26]) на окислительную стабильность рыжикового масла в процессе хранения.
Задачи: определить влияние фулеренола на органолептические показатели и показатели порчи (кислотное и перекисное числа) рыжикового масла при хранении.
Объекты и методы. Объектом исследования было натуральное нерафинированное рыжиковое масло, выработанное методом холодного прессования (марка масла П), изготовленное ООО «Елей» по ГОСТ Р 59148-2020 и ТР ТС 024/2011 (г Новосибирск), широко представленное в розничной сети г. Красноярска. Отбор проб рыжикового масла проводили по ГОСТ 32190-2013, от партии рыжикового масла были отобраны три единицы продукции (стеклянные бутылки, окрашенные в темно-зеленый цвет по 250 мл каждая). Первая бутылка – контрольный образец, во вторую добавляли 0,01 г фуллеренола (0,004 % от массы масла) (I опытный образец), в третью – 0,02 г фуллеренола (0,008 % от массы масла) (II опытный образец). Фуллерен полигидрооксилированный (фуллеренола [C60(OH)24-26]) был получен на основе низкотемпературного выжигания аморфного углерода и воздействия нанодисперсного катализатора в лаборатории аналитических методов исследований веществ Института физики им. Л.В. Киренского СО РАН г. Красноярска. Методика позволяет исключить экстракцию фуллеренов токсичными растворителями и получить фуллеренол, не имеющий примесей щелочных металлов, что обеспечивает его высокие антиоксидантные свойства. Исследование органолептических показателей рыжикового масла проводили в лаборатории Института прикладной биотехнологии и ветеринарной медицины, показатели порчи (кислотное и перекисное числа) – в ФБУ «Государственный региональный центр стандартизации, метрологии и испытаний в Красноярском крае, Республике Хакасии и Республике Тыва» в начале хранения (0 день) и в конце хранения (12 мес.). В течение всего периода хранения масло периодически перемешивали. Масло хранили в условиях высоких температур (15–25 °С) в плотно закрытой таре. Определение прозрачности, цвета и запаха проводили по ГОСТ 5472-50, определение вкуса – органолептически (для оценки органолептических показателей использовали 5-балльную шкалу); определение кислотного числа проводили по ГОСТ 31933-2012 (титриметрический метод с визуальной индикацией), перекисного числа – по ГОСТ Р 51487-99.
Результаты и их обсуждение. Результаты исследования органолептических показателей и показателей окислительной порчи натурального нерафинированного рыжикового масла (марка масла П), выработанного методом холодного отжима, в начале хранения (0 день) без антиокислителя представлены в таблице.
Органолептические показатели и показатели окислительной порчи натурального
нерафинированного рыжикового масла, выработанного методом холодного отжима,
в начале хранения без антиокислителя
|
Показатель |
Характеристика (значение показателя) |
|
Прозрачность |
Прозрачное |
|
Запах и вкус |
Характерный запах семейства крестоцветных, без постороннего запаха и вкуса |
|
Цвет |
Темно-желтый |
|
Кислотное число, мг KOH/г |
0,8 |
|
Перекисное число, мэкв/г |
1,5 |
Как видно из данных таблицы, по органолептическим показателям исследуемое масло соответствовало требованиям ГОСТ Р 59148-2020 «Масло рыжиковое для пищевой и комбикормовой промышленности» марки П (нерафинированное прессованное), по показателям окислительной порчи (кислотное и перекисное числа) также соответствовало требованиям к допустимым уровням показателей безопасности пищевой масложировой продукции в соответствии с требованиями «Технического регламента на масложировую продукцию» и не превышало допустимые показатели кислотного числа – 0,8 мг KOH/г (норма 4 мг KOH/г) и перекисного числа – 1,5 мэкв/г (норма 10,0 мэкв/г).
Исследование органолептических показателей опытных образцов рыжикового масла в конце хранения (12 мес.) представлено на рисунке 1.
Рис. 1. Профилограмма органолептических показателей опытных образцов рыжикового масла
Как видно из рисунка 1, использование фуллеренола в I и II опытных образцах масла по сравнению с контрольным не изменяло прозрачность, цвет, запах и вкус продукта в конце хранения (12 мес.).
По данным литературных источников, протекающие при хранении масла окислительные и гидролитические процессы, сопровождающиеся накоплением продуктов окисления и гидролиза, могут не изменять органолептические показатели качества масла (например, перекиси и гидроперекиси). Продукт при этом может перейти в категорию нестандартного и быть опасным для здоровья потребителей [8].
Оценку стойкости рыжикового масла к окислению определяли по перекисному числу, выдерживая его в течение 12 мес. при температурном режиме (15–25 °С) в плотно закрытой таре (рис. 2).
Рис. 2. Показатель перекисного числа опытных образцов рыжикового масла
на 12-й месяц хранения, мэкв/г
Как видно из рисунка 2 использование антиокислителя фуллеренола в I и II опытных образцах рыжикового масла снижает в процессе хранения перекисное число соответственно на 1,9 и 2,9 мэкв/г по сравнению с контрольным образцом. Во всех опытных образцах масла исследуемый показатель не превышал допустимый уровень данного показателя (10 мэкв/г) в соответствии с «Техническим регламентом на масложировую продукцию».
Первичные продукты окисления – гидроперекиси липидов являются относительно стабильными при комнатной температуре и отсутствии в реакционной среде металлов [2]. На 12-й месяц хранения опытных образцов масла гидроперекиси липидов не распались с образованием алкосильных радикалов и не образовались побочные продукты окисления – альдегиды, кетоны, спирты, что подтверждает исследование стабильных органолептических показателей опытных образцов масла. Из литературных источников известно, что длительность образования вторичных продуктов окисления из первичных продуктов окисления – гидроперекисей различна для разных видов масел [9].
Увеличение дозы антиокислителя на 0,004 % во II опытном образце по сравнению с I образцом на 1,9 мэкв/г снижала показатель перекисного числа, что может говорить об его антиокислительных свойствах.
Показатель кислотного числа опытных образцов рыжикового масла в конце хранения (12 мес.) представлен на рисунке 3.
Рис. 3. Показатель кислотного числа опытных образцов рыжикового масла
в конце хранения (12 мес.)
Как видно из рисунка 3, показатель кислотного числа в I и II опытных образцах по сравнению с контрольным был ниже сответственно на 0,05 и 0,07 KOH/г, что может свидетельствовать о снижении образования свободных жирных кислот и окислительной стабильности масла в процессе хранения. Увеличение дозы фуллеренола на 0,004 % от массы масла во II опытном образце по сравнению с I образцом незначительно снижало показатель кислотного числа на 0,02 KOH/г.
Заключение. Проведенное исследование влияния фуллеренола на окислительную стабильность рыжикового масла в процессе хранения (12 мес.) показало: использование фуллеренола в дозе 0,004 % (I опытный образец) и 0,008 % (II опытный образец) от массы масла по сравнению с контрольным не влияет на органолептические показатели исследуемых образцов масла, снижает показатель перекисного числа соответственно на 1,9 и 2,9 мэкв/г и кислотного числа соответственно на 0,05 и 0,07 KOH/г. Полученные результаты показывают антиокислительную способность фуллеренола в малых дозах.
1. Красноярский край в цифрах в 2021 году: стат. сборник. URL: https://krasstat.gks.ru/ folder/30015 (дата обращения: 09.12.2022).
2. Бурункова Ю.Э., Успенская М.В., Самуйлова Е.О. Растительные масла: свойства, технологии получения и хранения, окислительная стабильность: учеб.-метод. пособие. СПб.: Университет ИТМО, 2020. 82 с.
3. ТР ТС 029/2012. Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств. URL: https://docs.cntd.ru/document/902359 401 (дата обращения: 09.12.2022).
4. Фуллерен полигидроксилированный. URL: https://всероссийская-база-ту.рф/tekhnicheskie-usloviya-na-fulleren-poligidrooksilirovannyj (дата обращения: 10.12.2022).
5. Влияние водорастворимого фуллерена С-60 на качество ржаного хлеба / А.И. Машанов [и др.] // Вестник КрасГАУ. 2021. № 4. С. 148–153.
6. Влияние водорастворимого фуллерена на процесс спиртового брожения при производстве спирта / Е.Г. Федорова [и др.] // Парадигма устойчивого развития агропромышленного комплекса в условиях современных реалий: мат-лы междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 70-летию создания ФГБОУ ВО Красноярский ГАУ. Красноярск, 2022. С. 382–384.
7. Использование гидроксилированного фуллерена С60(ОН)20-24 в совершенствовании рецептуры и технологии биойогурта / Е.Г. Федорова [и др.] // Вестник КрасГАУ. 2021. № 12. С. 260–266.
8. Ленцова Л.В. Проблемы качества растительных масел. URL: https://ria-stk.ru/mos/ adetail.php?ID=8182 (дата обращения: 12.12.2022).
9. Железняк А.О., Кудоярова М.Дж., Юсупахунова Г.А. О перекисном окислении липидов растительных масел // Ежемесячный научно-практический медицинский журнал. 2013. № 1. С. 59–62.
